能源計量對交通節能減排工作的支撐研究

魏銀華

摘 要：隨著人們生活水平的不斷提升，以及環保意識的逐步增強，各行各業力求同時滿足經濟效益及生態效益需求，積極建設循環經濟模式。信息化技術和大數據技術的應用，推動現代交通運輸業在快速發展的同時產生了高能耗高污染問題。交通行業消耗能源量較多，每天會產生大量的污染物，嚴重影響了節能減排工作的落實。必須采取有效措施減少交通能源消耗量，這既是應對全球氣候變化的需要，也是加強環境保護推進綠色高質量發展的需要。能源計量是一種全新的質量檢測技術，為節能減排提供了新方法、新工具，利用能源計量技術可以促進交通節能減排的精細化處理，為相關工作決策提供必要幫助。基于此，文章分析了能源計量對交通節能減排工作的支撐作用，以期為交通行業的發展提供參考。

關鍵詞：能源計量;交通運輸;節能減排

中圖分類號：TQ1;F32 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1064（2021）12--03

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.12.041

能源計量是一種新型的質量技術，是能源量化管理的一種手段，也是開展節能減排的重要技術工具，可以統計和分析能源消耗與碳排放量數據，對實現能源節約目標發揮著重要的保障和支撐作用。

為促進城鎮環境質量提升，推動經濟綠色高質量發展，推動交通運輸業可持續發展，要樹立綠色發展理念，落實節能減排思想，提高節能減排工作質量，解決交通運輸環境污染問題，在增效基礎上達到節能減排目標，促進城市交通綠色發展。

1 能源計量在交通節能減排工作中的應用

能源計量是指在能源使用過程中對其數量、質量、性能等多種參數實施檢測、計算及度量，是實施能源統計的重要技術基礎[1]。通過改善能源計量，可以提高能源統計效率及質量，形成最真實的數據臺賬，對數據實施綜合分析，為節能減排工作提供重要的數據基礎。對于交通能源計量，目前已有工程師成功研制出高精監測儀器設備，以及基于大數據平臺和實驗室檢測數據的計算方法和系統。為提高交通能源監測質量及交通能耗核算準確性，工程師采用了包含移動無線傳輸、Web Service軟件、互聯網和數據庫等在內的綜合性數據管理系統，提高了能源計量設備檢測效率，實現了交通能源計量的信息傳輸、檢測與送檢產品管理的一體化目標。

與其他一般的計量工具相比，能源計量的復雜性大幅度提升，且由于能源類型多樣、消耗能源設備多樣、計量設備多樣，給能源計量工作帶來一定的難度。為提高交通節能減排效率及質量，要改善能量計量工作，聚焦計量決策、計量研究及計量推廣應用等方面，重點內容包括計量理念、計量規劃與政策、計量關鍵技術和產品研發、計量大數據運用。在交通節能減排領域，能源計量工作的內容還包括人才培養、技術研發、市場咨詢與輔助決策等，為建設經濟性、安全性、高效性、便捷性與綠色性的現代化綜合交通運輸體系提供幫助。

2 能源計量在交通節能減排中的重點工程

開展城市交通節能減排工作，要有具備可分析性、可追溯性、可考核性、可分解性、可預警性與可預測性等功能的能源計量統計監測體系作為支撐。該體系由兩個工程和三個核心技術構成，兩個工程是能源計量統計監測體系的重要組成部分，即：

其一，統計與監測平臺。該平臺的核心技術體現在交通大數據與OBD車輛能耗計量器具等方面，功能則體現在政策評價、微觀監測、決策支持以及宏觀分析等方面，為開展交通節能減排工作提供了便利條件。統計與監測平臺能夠全面覆蓋運營車輛，具有極高的計算時效性與功能擴展性，且可核算和分析超過1 000項關鍵指標，為政府部門開展新能源車補貼、指標考核清空、綠色貨運激勵等工作提供系統化支撐[2]。在實際運營期間，統計與監測平臺可監測車輛并核算總量數據，為開展交通節能減排工作提供數據支撐。

其二，交通節能減排實驗室。根據交通運輸部規劃要求，各城市要加強公路水路交通運輸環境監測網絡建設，并著手建設交通節能減排實驗室。有些城市已經建設了交通環境在線監測點位，實時監測交通運行產生的交通噪聲、PM2.5大氣污染物濃度等多項指標，得出用于節能減排的有效數據。

為順利開展交通節能減排工作，有些城市建設了交通節能減排實驗室，該實驗室是由交通大氣環境、交通水環境、生態環境、生態駕駛、綠色道路材料、移動源排放、噪聲和振動等專項檢測實驗室組成，檢測設備采用車載尾氣檢測設備、氣相色譜儀、離子色譜儀、液相色譜儀等設備，有的還配備了移動環境監測車。

合理利用交通節能減排實驗室，能夠系統化檢測各交通要素（人、車、路、環境），得出污染物監測數據，實時反映交通污染監測效果，并對檢測結果作出評價，通過交通節能減排實驗室，交通部門可以準確獲得交通監測數據，清晰掌握交通污染狀況，準確了解交通污染程度，提高當地交通部門的交通監測能力，為交通部門研究交通污染規律、制定環境保護政策、實施交通污染治理聯防聯控提供數據支撐[3]。

發揮交通節能減排實驗室功能，使之達成以下建設目標：一是決策支持，在規劃政府戰略、制定標準規范、政策措施方面提供質量達標的決策支持;二是技術服務，具備一定技術權威且資質過硬，行業發展優勢顯著，為行業企業與國內市場提供高質量服務;三是科研攻關，致力于攻克核心技術，取得科研成果;四是發展聯盟，與優勢資源聯合，創建戰略聯盟，快速擴展影響力。

3 能源計量在交通節能減排中的核心技術

能源計量統計監測體系主要是由兩個工程和三個核心技術構成，三個核心技術指移動源多維感知和協同技術、交通能源計量數據質量控制技術、交通能耗排放模型技術。

3.1 移動源多維感知和協同技術

能源計量過程中，要計算和分析不同車輛的碳排放量，因此，要以車輛為基礎，構建多維感知和協同技術，可以感知和分析多種車輛類型，收集有關于能量消耗及碳排放的重要參數。與此同時，還能夠結合大數據技術，有序協同及關聯來自多種不同來源的異構數據，提高數據分析效果[4]。

多維感知和協同技術的核心主要包括三個方面：第一，直接感知能源消耗的相關指標;第二，間接感知污染物的相關指標;第三，對多種來源的數據進行關聯并完成數據融合，例如能耗量、車輛行駛數據、交通運營特征等。多維感知和協同技術可以整合多維異構數據，達到數據有序關聯的目的，將車輛的基本特點作為技術核心，集聚各類數據，打造網狀結構的數據模型。

網狀結構的數據模型可以融合和匹配不同類型的數據，主要包括以下五個維度：

第一，能源消耗維度，指在車輛運行時產生的能源消耗量，包括瞬間能源消耗量、累計油量消耗、行駛里程等;

第二，污染物排放維度，指在交通運行過程中產生的各種污染物，不同型號車輛的排放因子、排放物濃度水平、尿素液位及車輛運行里程;

第三，運營特點維度，指車輛在提供運輸服務時產生的參數，例如客運和貨運的流量參數和周轉量參數;

第四，運行工況維度，指車輛在運行過程中的具體參數，例如車輛運行速度、車輛運行經度、車輛運行緯度等;

第五，使用者維度，指車輛駕駛人員在行駛過程中產生的各項參數，例如駕駛員年齡、人員性別、駕駛時間、職業類型、急加速次數、急剎車次數、急加速時間、急剎車時間、速度變化頻率等，通過分析多個維度的數據，為節能減排工作的開展提供數據支撐[5]。

3.2 交通能源計量數據質量控制技術

數據質量控制技術要通過與計量部門展開合作，在質量技術部門的指導下，加強對運輸企業計量管理人員、技術人員的培訓，從源頭幫助企業建立比較完善計量檢測體系。特別是能源計量體系，可以研究出針對不同發動機的檢測設備，利用實驗室得出多種校正模型，從而提高數據檢測水平。

在實際運營中，交通監管部門可以利用行業大數據平臺，融入無線傳輸技術，構建綜合性數據管理系統，準確核算交通行業運營過程中產生的數據，檢測運營車輛的能源消耗，完成檢測信息傳輸，讓相關人員對交通能源計量數據實施有效的管理和監控，進一步完善并提高數據監測水平，滿足能源計量工作的要求。

3.3 五層次交通能耗排放模型技術

在利用移動平臺監測及實驗室進行檢測的基礎上，融合大數據技術、仿真技術多尺度評估技術，打造五層次交通能耗排放模型技術，提高收集和分析交通能耗數據的水平。通過多種技術的融入，可以在節能減排工作中，從宏觀、中觀、微觀的角度解決節能減排規劃問題、節能減排預測問題、節能減排效果評估問題。

五層次交通能耗排放模型技術的主要內容包括：

第一，從時間維度出發，構建宏觀核算清單模型。按照車輛具備的物理特征及本地營運管理特點，對機動車實施有效分類，分析不同車輛型號的保有量、排放因素、能耗因素、具體行駛總里程，準確核算能源消耗及碳排放總量。該技術可以預估不同時間角度下的交通能源消耗及排放量，為后續宏觀工作計劃的制定提供重要數據參考[6]。

第二，從空間角度出發，構建中觀路網評價模型。該模型可以根據城市內部不同路段的交通流量，實時預測分析車輛的速度變化情況，簡單分析出在不同路段下及一定時間內產生的污染物總量，分析出在不同的情景下節能減排工作的開展方式。

第三，以實時交通流量為基礎，構建路網能耗排放動態監測模型。各異模型可以達到高分辨率仿真的效果，仿真模擬城市路網某個路段的交通流量及車輛速度，將其與速度排放因子實施關聯分析，仿真模擬道路網絡的動態能量消耗情況，及時分析周邊環境的質量水平，為節能減排策略的制定提供數據參考。

第四，從時空維度出發，監測和分析單個車輛的能源消耗量及污染排放。將各車輛作為研究對象，對車輛實施多角度感知，分析車輛在運行過程中產生的參數，并將其與其他不同類型的車輛進行聯合分析，了解動態化角度下不同車輛能源消耗量和碳排放量的具體數據，識別能源消耗過多的車輛，糾正駕駛員的不良駕駛行為[7]。

第五，以區域角度出發，構建基礎設施能耗排放評估模型。這一模型將基礎設施作為基本研究對象，通過打造仿真模型，可以評估基礎設施環境，提高環境治理水平。

交通能耗排放高分辨率仿真技術多尺度評估技術需要注意以下幾點：一是提高能源消耗治理效果，確保數據具備真實性;二是具有移動的特點，在數據評估過程中必須結合區域維度、路段維度及單車等多個不同尺度進行分析，同時集合年份、月份、每日不同的時間實施監測，提高監測水平;三是在使用該技術的過程中，必須敏感地表達政策實施前、政策實施后產生的變化，在模型中融入大量參數，以交通污染治理決策為主，從多個角度提高對政策的敏感性[8]。

4 結語

綜上所述，積極創建具備環保功能的現代交通運輸體系，不斷優化城市交通能源利用率，推動行業可持續發展，確保人民群眾身體健康，是現代交通能源產業發展的必由之路。節能減排是交通能源發展的重要工作，交通領域的能耗與氣體排放在節能減排中占據關鍵地位。

能源問題及環境問題是困擾每個國家的重要問題，也是影響經濟快速發展的一大因素，必須改變人和自然之間存在的矛盾關系，更好地利用自然生態優勢，推動低碳經濟模式的形成。

能源計量能夠提高節能減排的工作效率以及質量，并已在具體工作中廣泛應用。城市交通節能減排的工作重點是強化交通能源計量，發現和緩解高能耗，最終實現精細化管理。能源計量統計監測體系包括統計與監測平臺、交通節能減排實驗室在內的兩個重點工程，以及包括移動源多維感知和協同技術、交通能源計量數據質量控制技術、五層次交通能耗排放模型技術在內的三種能源計量核心技術。通過重點工程和核心技術的應用，分析能源消耗情況，結合碳排放量的波動情況，制定相應的節能減排策略，改善現階段交通行業的發展模式。

參考文獻

[1] 段建國，王亞飛，徐瓊，等.基于物聯網技術的鐵路車站能源源點動態監測系統設計[J].鐵路節能環保與安全衛生，2021，11（3）：34-37.

[2] 陸潘濤，韓亞龍，戴瀚程.1.5℃和2℃目標下中國交通部門2050年的節能減排協同效益[J].北京大學學報（自然科學版），2021，57（3）：517-528.

[3] 楊悅.基于GPRS的熱網計量監控系統研究與應用[J].現代工業經濟和信息化，2021，11（3）：91-92.

[4] 陳旺強，楊龍，文杰，等.能源計量在節能減排中的重要性[J].當代化工研究，2021（6）：103-104.

[5] 洪冬梅.打好節能減排攻堅戰 推動“十四五”內蒙古經濟增長提質增效[J].北方經濟，2021（3）：19-21.

[6] 楊金華.電力企業能源統計工作對節能減排的作用探究[J].現代營銷：經營版，2021（3）：166-167.

[7] 陳雄偉，包鳳珍.合理利用能源審計實現石化行業節能減排[J].化工管理，2021（3）：1-2.

[8] 劉瑩，劉勇，徐龍，等.能源計量對交通節能減排工作的支撐作用[J].中國計量，2017（5）：24-28.